JP2009200956A

JP2009200956A - 加入者側の光送受信装置（ｏｎｕ）および光端局側の光送受信装置（ｏｓｕ）、光端局装置（ｏｌｔ）、ならびにそれらを備えるスター型ネットワーク

Info

Publication number: JP2009200956A
Application number: JP2008041983A
Authority: JP
Inventors: Hiroo Suzuki; 裕生鈴木; Masamitsu Fujiwara; 正満藤原; Tetsuya Suzuki; 徹也鈴木
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 2008-02-22
Filing date: 2008-02-22
Publication date: 2009-09-03
Anticipated expiration: 2028-02-22
Also published as: JP5053121B2

Abstract

【課題】パワースプリッタを介して通信を行うスター型ネットワークを、監視フレームのための別個の光部品を設けることなく構成するための光加入者側の光送受信装置（ＯＮＵ）および光端局側の光送受信装置（ＯＳＵ）を提供すること。
【解決手段】ＯＮＵ６００は、波長合分波器（ＷＤＭフィルタカプラ等）６０１と、波長合分波器６０１の出力端子の１つに接続された波長可変光フィルタ（ＴＦ）６０２と、波長可変光送受信器（波長可変ＤＷＤＭ−ＳＦＰ等）６０３と、制御回路６０４と、メモリ６０５と、多重回路（レイヤ２スイッチ等）６０６とを備える。波長可変光送受信器６０３が、監視フレームのモニタ及び送出を行う。
【選択図】図６

Description

本発明は、加入者側の光送受信装置（ＯＮＵ）および光端局側の光送受信装置（ＯＳＵ）、光端局装置（ＯＬＴ）、ならびにそれらを備えるスター型ネットワークに関する。

従来、波長多重技術を用いた中継系ネットワークにおいて波長の監視制御を行うには、主信号とは別波長の監視信号光源を用いて、パワーや使用波長等の監視情報を伝送していた。

図１に従来の中継系ネットワークを示す。第１のＷＤＭ（ＷａｖｅｌｅｎｇｔｈＤｉｖｉｓｉｏｎＭｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）装置１０１から、線形光中継器１０２を介して第２のＷＤＭ装置１０３に光信号が伝達される。線形光中継器１０２では、チャネル増設等で使用波長数が変更になった場合にも伝送特性を劣化させないため、各チャネルのパワーを一定に保つように線形光中継器１０２の出力パワーを制御する必要がある。この場合には、線形光中継器１０２の出力端でのトータル光パワーをモニタし、かつ監視信号光源により転送されてきた使用波長からチャネルあたりの平均パワーを算出し、それが所望の値になるよう、線形光中継器１０２の出力パワーをフィードバック制御する（特許文献１参照）。

これをスター型ネットワークに適用すると、光端局側の光送受信装置（ＯＳＵ）を複数備える光端局装置（ＯＬＴ）から送出された監視フレームを、光加入者側の光送受信装置（ＯＮＵ）で分波して受信することにより、ＯＮＵでの送受信波長を設定することが考えられる。スター型ネットワークにおいては、このような手法により監視制御を行っている。

図２は、図１に示した中継系ネットワークでの監視制御をスター型ネットワークに適用した例を示している。監視信号合波器２１３により合波された監視信号光源２１２からの監視フレームを、ｎ個の光加入者側の光送受信装置ＯＮＵ１〜ＯＮＵｎで分波して受信することにより、ＯＬＴ２１０から遠隔でＯＮＵ１〜ＯＮＵｎにおける送受信波長の設定が可能である。

特開平１０−５１０５７号公報 ECOC2006, We3.P.157

しかしながら、図２に示した従来のスター型ネットワークでは、監視信号光源や監視フレームのための合分波器および受光器等の別個の光部品をＯＬＴ２１０やＯＮＵ１〜ＯＮＵｎに付加することとなり、コストの観点から不利である。

本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、その第１の目的は、パワースプリッタを介して通信を行うスター型ネットワークを、監視フレームのための別個の光部品を設けることなく構成するための光加入者側の光送受信装置（ＯＮＵ）および光端局側の光送受信装置（ＯＳＵ）を提供することにある。

また、本発明の第２の目的は、そのような光端局側の光送受信装置（ＯＳＵ）を備える光端局装置（ＯＬＴ）を提供することにある。

また、本発明の第３の目的は、そのような光加入者側の光送受信装置（ＯＮＵ）および光端局装置（ＯＬＴ）により構成された、パワースプリッタを介して通信を行うスター型ネットワークを提供することにある。

このような目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、パワースプリッタを介して通信を行うスター型ネットワークを構成する光加入者側の光送受信装置（ＯＮＵ）であって、光端局装置（ＯＬＴ）が送出する第１の監視フレームを選択する波長合分波器と、前記波長合分波器が選択した前記第１の監視フレームが入力される波長可変光フィルタと、前記波長可変光フィルタを通過した前記第１の監視フレームを第１の電気信号に変換してモニタする波長可変光送受信器と、前記波長可変光送受信器がモニタする前記第１の電気信号が入力され、前記第１の電気信号のパワーが第１の予め定めた値を上回るか否かを判定する制御回路とを備え、前記第１の電気信号のパワーが第１の予め定めた値を上回らない場合に、前記制御回路は、前記第１の監視フレームの波長と予め定めた対応関係にある波長を前記光加入者側の光送受信装置（ＯＮＵ）の送信波長と決定し、前記波長可変光送受信器は、前記制御回路が多重回路を介して入力する第２の監視フレームを、前記送信波長で、前記波長合分波器を介して前記光端局装置（ＯＬＴ）に向けて送出し、前記光端局装置（ＯＬＴ）が前記第２の監視フレームに応答して前記第１の監視フレームの波長で送出する第３の監視フレームを第２の電気信号に変換してモニタし、前記制御回路は、前記第２の電気信号のパワーが第２の予め定めた値を上回る場合に、前記光加入者側の光送受信装置（ＯＮＵ）の初期波長設定を完了することを特徴とする。

また、請求項２に記載の発明は、請求項１において、前記制御回路は、前記第１の電気信号のパワーが第１の予め定めた値を上回る場合に、前記波長可変光フィルタの設定波長をＩＴＵ−Ｔグリッド上で掃引して、前記第１の電気信号のパワーが第１の予め定めた値を上回らない設定波長を検出することを特徴とする。

また、請求項３に記載の発明は、請求項１または２において、前記制御回路は、前記第２の電気信号のパワーが第２の予め定めた値を上回らない場合に、ランダム時間待機した後、前記送信波長で又はＩＴＵ−Ｔグリッド上の異なる設定波長で、前記波長可変光送受信器に前記第２の監視フレームを再び送出させることを特徴とする。

また、請求項４に記載の発明は、請求項１から３のいずれかにおいて、前記多重回路は、レイヤ２スイッチであることを特徴とする。

また、請求項５に記載の発明は、パワースプリッタを介して通信を行うスター型ネットワークを構成する光端局側の光送受信装置（ＯＳＵ）であって、光加入者側の光送受信装置（ＯＮＵ）が送出する第１の監視フレームを第１の電気信号に変換してモニタする光送受信器と、前記光送受信器がモニタする前記第１の電気信号が入力され、前記第１の電気信号のパワーが第１の予め定めた値を上回るか否かを判定する制御回路とを備え、前記光送受信器は、予め定めた受信波長および送信波長を有し、前記第１の電気信号のパワーが第１の予め定めた値を上回る場合に、前記光送受信器は、前記制御回路が多重回路を介して入力する第２の監視フレームを、前記予め定めた発信波長で、前記光加入者側の光送受信装置（ＯＮＵ）に向けて送出することを特徴とする。

また、請求項６に記載の発明は、請求項５において、通信中、前記第１の監視フレームは、第１の主信号フレームに重畳されており、前記第２の監視フレームは、第２の主信号フレームに重畳されており、前記多重回路は、ＦＣＳエラーフレーム数をモニタし、前記制御回路は、前記多重回路がモニタする前記ＦＣＳエラーフレーム数が入力され、前記ＦＣＳエラーフレーム数が予め定めた数を超えた場合に、前記第２の監視フレームの送出を停止することを特徴とする。

また、請求項７に記載の発明は、請求項５または６において、前記多重回路は、レイヤ２スイッチであることを特徴とする。

また、請求項８に記載の発明は、パワースプリッタを介して通信を行うスター型ネットワークを構成する光端局装置（ＯＬＴ）であって、複数の光端局側の光送受信装置（ＯＳＵ）と、前記複数の光端局側の光送受信装置（ＯＳＵ）が接続された波長合分波器とを備え、前記複数の光端局側の光送受信装置（ＯＳＵ）のそれぞれは、請求項５から７のいずれかに記載の光端局側の光送受信装置（ＯＳＵ）であることを特徴とする。

また、請求項９に記載の発明は、パワースプリッタを介して通信を行うスター型ネットワークであって、光端局装置（ＯＬＴ）と、前記光端局装置（ＯＬＴ）と通信を行う加入者側の光送受信装置（ＯＮＵ）とを備え、前記光端局装置（ＯＬＴ）は、請求項８に記載の光端局装置（ＯＬＴ）であり、前記光加入者側の光送受信装置（ＯＮＵ）は、請求項１から４のいずれかに記載の光加入者側の光送受信装置（ＯＮＵ）であることを特徴とする。

本発明によれば、光送受信器が監視フレームのモニタ及び送出を行うので、パワースプリッタを介して通信を行うスター型ネットワークを、監視フレームのための別個の光部品を設けることなく構成するための光加入者側の光送受信装置（ＯＮＵ）および光端局側の光送受信装置（ＯＳＵ）を提供することができる。

また、本発明によれば、そのような光端局側の光送受信装置（ＯＳＵ）を備える光端局装置（ＯＬＴ）、およびそのような光加入者側の光送受信装置（ＯＮＵ）および光端局装置（ＯＬＴ）により構成されたパワースプリッタを介して通信を行うスター型ネットワークを提供することができる。

以下、図面を参照して本発明を詳細に説明する。
本発明で用いるアルゴリズム
図３は、本発明で用いるアルゴリズムを説明するための流れ図である。図３を参照して説明するアルゴリズムは、スター型ネットワークにおいてＯＮＵの初期波長設定を行うための経済的なアルゴリズムとして知られており（非特許文献１参照）、本発明は、監視フレームのための別個の光部品を設けることなく、当該アルゴリズムを用いることのできるスター型ネットワークを実現するためのハードウェアを提供する。

まず、ステップＳ３０１で、ＯＮＵｋ（ｋは、１〜ｎの間の整数）の波長可変光フィルタ（ＴＦ）を初期値にセットする。ステップＳ３０２で、ＴＦを通過したＯＬＴからの監視フレームのパワーをモニタする。ステップＳ３０３で、パワーが予め定めた値を上回るか否かを判定する。上回る場合は、ステップＳ３０４で、ＴＦの設定波長を１００ＧＨｚ動かす。上回らない場合は、ステップＳ３０５へ進む。パワーが予め定めた値を上回らないということは、その波長は未使用であることを意味する。Ｓ３０５で、ＯＮＵｋのメモリ等に予め格納された波長対応表を参照すること等により、ＯＬＴからの監視フレームの波長と予め定められた対応関係にある波長を、ＯＮＵｋの送信波長と決定する。波長対応表には、ＴＦの受信波長（あるいは設定波長）λｄｋに対応する送信波長λｕｋが規定されている。

ついで、ステップＳ３０６で、決定したＯＮＵｋの送信波長λｕｋで監視フレームを送出して、一定時間ウェイトする。ＯＬＴの備える複数のＯＳＵのいずれかＯＳＵｊ（ｊは、１〜ｎの間の整数）が監視フレームを受信すると、ＯＳＵｊに対して予め定められた送信波長λｄｊで監視フレームを送出する。送信波長λｄｊは、ＴＦの受信波長λｄｋと同一である。ステップＳ３０７で、ＯＮＵｋがこの監視フレームのパワーをモニタする。ステップＳ３０８で、パワーが予め定めた値を上回るか否かを判定する。上回る場合は、ステップＳ３０９に進み、ＯＮＵｋの初期波長設定が完了する。上回らない場合は、ステップＳ３１０で、監視フレームの送出を停止する。このアルゴリズムを、ランダム時間後にステップＳ３０１から再試行することができる。

本発明のスター型ネットワーク
図４は、本発明のスター型ネットワークを示している。スター型ネットワークは、ＯＬＴ４１０とｎ個のＯＮＵ１〜ＯＮＵｎとが、１：ｎのパワースプリッタ４２０を介して、光ファイバ４２０により接続されている。ＯＬＴ４１０は、ｎ個のＯＳＵ１〜ＯＮＵｎと、ＯＳＵ１〜ＯＮＵｎと接続された波長合分波器（ＡＷＧ等）４１１とを備える。

ＯＳＵｊ（ｊは１〜ｎの間の整数）の送受信波長はそれぞれ予め定められた固定波長であり、ＯＮＵｋ（ｋは１〜ｎの間の整数）の送受信波長は可変である。初期波長設定において、上述したアルゴリズムを用いてＯＮＵｋの送受信波長が決定される。ＯＮＵおよびＯＳＵの具体的な構成は後述する。図５に、使用する波長配置の例を示す。すべての波長はＩＴＵ−Ｔグリッド上にあり、ＯＮＵｋに対して、送信波長λｕｋ、受信波長λｄｋが割り当てられる。図５では、送信波長を短波長側、受信波長を長波長側に示しているが、波長配置をこの例に限定する意図はない。

本発明のＯＮＵおよびＯＳＵ
図６は、本発明のＯＮＵを示している。ＯＮＵ６００は、波長合分波器（ＷＤＭフィルタカプラ等）６０１と、波長合分波器６０１の出力端子の１つに接続された波長可変光フィルタ（ＴＦ）６０２と、波長可変光送受信器（波長可変ＤＷＤＭ−ＳＦＰ等）６０３と、制御回路６０４と、メモリ６０５と、多重回路（レイヤ２スイッチ等）６０６とを備える。メモリ６０５は、制御回路６０４と独立していても制御回路６０４に包含されていてもどちらでもよい。

図７は、本発明に係るＯＳＵを示している。ＯＳＵ７００は、光送受信器（ＤＷＤＭ−ＳＦＰ等）７０１と、波長制御回路７０２と、多重回路（レイヤ２スイッチ等）７０３とを備える。

本発明に係るＯＮＵおよびＯＳＵは、次のように動作して、上述のアルゴリズムを用いることのできるスター型ネットワークを実現する。各動作に対応する図３で説明したステップを括弧内に示す。

まず、波長制御回路６０４からの波長設定信号により、ＯＮＵｋのＴＦ６０２が初期値にセットされる（ステップＳ３０１）。ついで、ＯＳＵｊからの監視フレームのパワーを、波長可変光送受信器６０３においてモニタする（ステップＳ３０２）。監視フレームのパワーは、波長可変光送受信器６０３において光／電気変換された電流値、またはその電流値に基づいて波長可変光送受信器６０３から出力されるＬＯＳ（ｌｏｓｓｏｆｓｉｇｎａｌ）の形でモニタする。図６には、ＬＯＳを用いて示してある。波長制御回路６０４は、監視フレームのパワーがメモリ等に格納した予め定めた値を上回るか否かを判定する（ステップＳ３０３）。上回らない場合は、ＴＦ６０２の設定波長は未使用であることを意味するので、この未使用波長をＯＮＵｋの受信波長λｄｋに決定する。この際、ＴＦ６０２の設定波長はλｄｋということになる。そして、波長対応表等を参照し、受信波長λｄｋに対応するＯＮＵｋの送信波長λｕｋを決定する（ステップＳ３０５）。上回る場合は、制御回路６０４からのＴＦ制御信号に基づいて、ＴＦ６０２の設定波長をＩＴＵ−Ｔグリッド上の異なる波長に動かし、監視監視フレームのパワーのモニタに戻る（ステップＳ３０４）。

発信波長λｕｋを決定した後、波長制御回路６０４は、波長設定信号を波長可変光送受信器６０３に入力し、波長可変光送受信器６０３の送信波長を設定する。ついで、波長制御回路６０４からのＴｘ＿Ｅｎａｂｌｅ信号によりＴＦ６０２がイネーブルされ、波長制御回路６０４のメモリ等に格納された監視フレームを多重回路６０６を介して送出する（ステップＳ３０６）。送出した監視フレームは、波長合分波器６０１を通してＯＬＴに向う。

ＯＳＵ７００は、受信したＯＮＵ６００からの監視フレームのパワーを光送受信器７０１がモニタする。波長制御回路７０２が、パワーがメモリ等に格納した予め定めた値を上回るか否かを判定する。上回る場合は、Ｔｘ＿Ｅｎａｂｌｅ信号により光送受信器７０１をイネーブルし、予め定められた固定の送信波長λｄｊ（＝λｄｋ）で、波長制御回路７０２のメモリ等に格納された監視フレームを多重回路７０３を介して送出する。

ＯＳＵｊからの監視フレームのパワーを、波長可変光送受信器６０３においてモニタする（ステップＳ３０７）。波長制御回路６０４が、パワーが予め定めた値を上回るか否かを判定する（ステップＳ３０８）。上回る場合は、ＯＮＵｋの初期波長設定が完了する（ステップＳ３０９）。上回らない場合は、監視フレームの送出を停止する（ステップＳ３１０）。ＯＮＵでＯＬＴからの監視フレームを一定時間中に受信できない場合、ランダム時間後に再試行することができる。再試行においては、ＯＮＵｋの受信波長をＩＴＵ−Ｔグリッド上の異なる波長にランダムに変更してもよい。このようにして、他のユーザが使用していない未使用の波長を使うため、他のユーザの通信に影響を与えず、送信波長を決定することができる。

初期波長設定時は、主信号フレームが存在せず監視フレームのみがＯＬＴとＯＮＵとの間で送受信される。通信中は、監視フレームが主信号フレームに重畳されている。通信中、ＯＳＵ７００のレイヤ２スイッチ等の多重回路７０３が、ＦＣＳエラーフレーム数をモニタし、制御回路７０２にＦＣＳエラーフレーム数を入力する。この数が予め定めた数を超えた場合には、なんらかの障害（複数のＯＮＵが同一の送信波長で１つのＯＳＵと通信を行おうとしている場合等）が発生したと判定して、ＯＳＵからの監視フレームの送出を停止するに制御する。ＯＮＵは、一定時間にわたりＯＳＵからの監視フレームを受信しないと、なんらかの障害が発生したと判定し、上述した初期波長設定を再試行する。

従来の中継系ネットワークを示す図である。図１に示した中継系ネットワークでの監視制御をスター型ネットワークに適用した例を示す図である。本発明で用いるアルゴリズムを説明するための流れ図である。本発明のスター型ネットワークを示す図である。使用する波長配置の例を示す図である。本発明のＯＮＵを示す図である。本発明のＯＳＵを示す図である。

符号の説明

４１０ＯＬＴ
４１１波長合分波器
４２０パワースプリッタ
６００ＯＮＵ
６０１波長合分波器
６０２波長可変光フィルタ
６０３波長可変光送受信器
６０４制御回路
６０５メモリ
６０６多重回路
７００ＯＳＵ
７０１光送受信器
７０２制御回路
７０３多重回路

Claims

パワースプリッタを介して通信を行うスター型ネットワークを構成する光加入者側の光送受信装置（ＯＮＵ）であって、
光端局装置（ＯＬＴ）が送出する第１の監視フレームを選択する波長合分波器と、
前記波長合分波器が選択した前記第１の監視フレームが入力される波長可変光フィルタと、
前記波長可変光フィルタを通過した前記第１の監視フレームを第１の電気信号に変換してモニタする波長可変光送受信器と、
前記波長可変光送受信器がモニタする前記第１の電気信号が入力され、前記第１の電気信号のパワーが第１の予め定めた値を上回るか否かを判定する制御回路と
を備え、前記第１の電気信号のパワーが第１の予め定めた値を上回らない場合に、
前記制御回路は、
前記第１の監視フレームの波長と予め定めた対応関係にある波長を前記光加入者側の光送受信装置（ＯＮＵ）の送信波長と決定し、
前記波長可変光送受信器は、
前記制御回路が多重回路を介して入力する第２の監視フレームを、前記送信波長で、前記波長合分波器を介して前記光端局装置（ＯＬＴ）に向けて送出し、
前記光端局装置（ＯＬＴ）が前記第２の監視フレームに応答して前記第１の監視フレームの波長で送出する第３の監視フレームを第２の電気信号に変換してモニタし、
前記制御回路は、
前記第２の電気信号のパワーが第２の予め定めた値を上回る場合に、前記光加入者側の光送受信装置（ＯＮＵ）の初期波長設定を完了する
ことを特徴とする光加入者側の光送受信装置（ＯＮＵ）。
前記制御回路は、
前記第１の電気信号のパワーが第１の予め定めた値を上回る場合に、前記波長可変光フィルタの設定波長をＩＴＵ−Ｔグリッド上で掃引して、前記第１の電気信号のパワーが第１の予め定めた値を上回らない設定波長を検出することを特徴とする請求項１に記載の光加入者側の光送受信装置（ＯＮＵ）。
前記制御回路は、
前記第２の電気信号のパワーが第２の予め定めた値を上回らない場合に、ランダム時間待機した後、前記送信波長で又はＩＴＵ−Ｔグリッド上の異なる設定波長で、前記波長可変光送受信器に前記第２の監視フレームを再び送出させることを特徴とする請求項１または２に記載の光加入者側の光送受信装置（ＯＮＵ）。
前記多重回路は、レイヤ２スイッチであることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の光加入者側の光送受信装置（ＯＮＵ）。
パワースプリッタを介して通信を行うスター型ネットワークを構成する光端局側の光送受信装置（ＯＳＵ）であって、
光加入者側の光送受信装置（ＯＮＵ）が送出する第１の監視フレームを第１の電気信号に変換してモニタする光送受信器と、
前記光送受信器がモニタする前記第１の電気信号が入力され、前記第１の電気信号のパワーが第１の予め定めた値を上回るか否かを判定する制御回路と
を備え、
前記光送受信器は、予め定めた受信波長および送信波長を有し、
前記第１の電気信号のパワーが第１の予め定めた値を上回る場合に、前記光送受信器は、前記制御回路が多重回路を介して入力する第２の監視フレームを、前記予め定めた発信波長で、前記光加入者側の光送受信装置（ＯＮＵ）に向けて送出することを特徴とする光端局側の光送受信装置（ＯＳＵ）。
通信中、
前記第１の監視フレームは、第１の主信号フレームに重畳されており、
前記第２の監視フレームは、第２の主信号フレームに重畳されており、
前記多重回路は、ＦＣＳエラーフレーム数をモニタし、
前記制御回路は、前記多重回路がモニタする前記ＦＣＳエラーフレーム数が入力され、前記ＦＣＳエラーフレーム数が予め定めた数を超えた場合に、前記第２の監視フレームの送出を停止することを特徴とする請求項５に記載の光端局側の光送受信装置（ＯＳＵ）。
前記多重回路は、レイヤ２スイッチであることを特徴とする請求項５または６に記載の光端局側の光送受信装置（ＯＳＵ）。
パワースプリッタを介して通信を行うスター型ネットワークを構成する光端局装置（ＯＬＴ）であって、
複数の光端局側の光送受信装置（ＯＳＵ）と、
前記複数の光端局側の光送受信装置（ＯＳＵ）が接続された波長合分波器と
を備え、
前記複数の光端局側の光送受信装置（ＯＳＵ）のそれぞれは、請求項５から７のいずれかに記載の光端局側の光送受信装置（ＯＳＵ）であることを特徴とする光端局装置（ＯＬＴ）。
パワースプリッタを介して通信を行うスター型ネットワークであって、
光端局装置（ＯＬＴ）と、
前記光端局装置（ＯＬＴ）と通信を行う加入者側の光送受信装置（ＯＮＵ）と
を備え、
前記光端局装置（ＯＬＴ）は、請求項８に記載の光端局装置（ＯＬＴ）であり、
前記光加入者側の光送受信装置（ＯＮＵ）は、請求項１から４のいずれかに記載の光加入者側の光送受信装置（ＯＮＵ）である
ことを特徴とするスター型ネットワーク。